Международная исследовательская группа под руководством Университета Вуллонгонга (UOW) обнаружила, что носимые органические рентгеновские датчики могут обеспечить более безопасные протоколы лучевой терапии для онкологических больных.

Более 400 человек ежедневно диагностируют рак в Австралии, и 50% из них будут проходить курс лучевой терапии. Побочные эффекты лечения рака, включая облучение , могут быть изнурительными.

Доктор Джесси Посар из Школы физики UOW возглавляет исследовательскую группу, изучающую поведение органических рентгеновских датчиков. Их статья «Гибкие органические рентгеновские датчики: решение ключевых ограничений ПЭТ-подложек», опубликованная в журнале Advanced Functional Materials , демонстрирует многообещающие результаты.

«Целью радиотерапии является использование внешнего пучка ионизирующего излучения для уничтожения или повреждения раковых клеток без повреждения окружающих здоровых клеток или органов. Это требует точного соблюдения протоколов лечения для оптимизации результатов и минимизации побочных эффектов», — сказал доктор Посар.

«Например, острая кожная токсичность является распространенным побочным эффектом, и ее испытывают от 70% до 100% пациентов с раком груди. Поэтому очевидно, что безопасное использование радиации в медицине имеет первостепенное значение для улучшения состояния здоровья австралийцев».

Исследователи изучили достижения в области носимых органических рентгеновских датчиков и обнаружили, что они потенциально могут изменить будущие варианты лечения онкологических больных .

«В отличие от традиционных детекторов на основе кремния, органические полупроводники недороги, легки, пригодны для печати, растягиваются и обеспечивают первый биосовместимый ответ на ионизирующее излучение благодаря своему составу на основе углерода», — сказал доктор Посар.

«Эти датчики могут напрямую контролировать воздействие радиации на организм, что позволяет в режиме реального времени корректировать лечение рака, сводя к минимуму повреждение здоровых тканей. Однако поведение органических рентгеновских датчиков до сих пор неизвестно, и именно это наша команда хотела изучить».

Исследователи изучили электронные характеристики и радиационную устойчивость органических рентгеновских датчиков под воздействием клинических пучков излучения.

«В условиях традиционной радиотерапии мы продемонстрировали, что органические датчики могут обнаруживать падающее рентгеновское излучение независимо от энергии или мощности дозы входящего пучка, пропуская при этом 99,8% пучка», — сказал доктор Посар.

«Это означает, что его можно носить на себе для контроля воздействия рентгеновского излучения, не влияя на протокол лечения, что повышает безопасность и улучшает клинические результаты».

Исследователи работали с австралийским синхротроном (ANSTO) Австралийской организации ядерной науки и технологий, одним из двух мест в мире, где разрабатывается метод лечения лучевой терапией. Метод, названный Microbeam Radiation Therapy, направлен на лечение опухолей, которые иначе не поддаются лечению, включая рак мозга.

Доктор Посар отметил, что, хотя метод показал многообещающие результаты лечения, ни один детектор не способен обеспечить гарантию качества, что ограничивает эффективность лечения и безопасность пациентов.

«Наше исследование показало, что гибкие органические датчики могут обнаруживать микропучки рентгеновского излучения с точностью 2% и что они демонстрируют такую ​​же устойчивость к радиации, как и детекторы на основе кремния, что обеспечивает надежное и долгосрочное использование в этих опасных радиационных полях», — сказал доктор Посар.

«В физике еще много неизведанного, но наша работа показывает, что органические полупроводники обладают идеальными свойствами для носимых и персонализированных рентгеновских датчиков, что позволяет повысить точность и безопасность в онкологии, обеспечивая индивидуальную доставку излучения, которая максимизирует терапевтическую эффективность и снижает вред для здоровых тканей.

«Это нововведение может произвести революцию в персонализированной лучевой терапии, предлагая новый уровень безопасности и эффективности в лечении пациентов».

Следующий этап исследований будет включать подходы к науке о данных для ускорения открытий и внедрения в реальные рабочие приложения.

Доктор Посар сказала, что продолжение международного сотрудничества будет иметь решающее значение для текущих и будущих разработок в этой области. Ее коллега и наставник, профессор Марко Петасекка из Школы физики UOW, подтвердил важность сотрудничества.

«У нашей команды большой опыт сотрудничества на национальном и международном уровнях с лучшими в мире группами в области разработки органических датчиков», — сказал профессор Петасекка.

«Мы регулярно сотрудничаем с профессором Полом Селлином из Университета Суррея; профессором Беатурис Фрабони из Болонского университета; доктором Бронсон Филиппой из Университета Джеймса Кука; доцентом Мэтью Гриффитом из Университета Южной Австралии; Центром органической электроники и Австралийским национальным технологическим центром в Университете Ньюкасла».

Профессор Аттила Мозер из Научно-исследовательского института интеллектуальных полимеров при Университете Австралии и Новой Зеландии сказал, что участие в этом исследовании стало для него бесполезным путешествием к открытию чего-то нового.

«За последние два десятилетия производительность органических диодов, подвергающихся воздействию естественного солнечного света, возросла почти на 600%, что стало результатом работы десятков тысяч ученых и сотен миллионов долларов финансирования по всему миру за это время», — сказал профессор Мозер.

«Когда мы начали использовать по сути те же самые материалы для обнаружения радиации, нам пришлось отказаться от большинства устоявшихся парадигм, чтобы добиться прогресса, который мы продемонстрировали сегодня. Это был действительно захватывающий аспект этого исследования».

Докторантка UOW Айша Башири, тема диссертации которой посвящена новым детекторам излучения для дозиметрии в передовых методах радиотерапии, курируется доктором Посаром, профессором Петасеккой и профессором Мозером. Она является первым автором статьи.

Внимание, автоперевод! За ошибки перевода ответственности не несём. Первоисточник по ссылке.